[發明專利]一種多個同源傳感器聯合標定方法及系統

在審

• 申請號: 202110900675.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113589263A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 劉立
• 申請（專利權）人: 北京易航遠智科技有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 唐盼

1.一種多個同源傳感器聯合標定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1、放置至少一個棋盤格靶標，通過調整棋盤格靶標角度及高度，使得棋盤格靶標在至少三個傳感器中視野良好；

步驟S2、提取棋盤格靶標角點并選擇三個傳感器進行組合標定，選擇的三個傳感器分別記為傳感器Sa，傳感器Sb以及傳感器Sc；

步驟S3、計算基于多觀測值的棋盤格靶標角點的坐標累積誤差

步驟S3.1、分別對組合標定的三個傳感器中任意兩個傳感器提取得到的棋盤格靶標角點進行匹配，保留兩個傳感器共同提取的棋盤格靶標角點；

步驟S3.2、根據步驟S3.1得到的棋盤格靶標角點坐標，分別求解傳感器Sb和其他兩個傳感器Sa、Sc的外參參數；

步驟S3.3、根據步驟S3.2得到的外參參數，通過矩陣相乘，得到傳感器Sa到傳感器Sc的外參參數；根據獲取的外參參數計算傳感器Sa獲取的棋盤格靶標角點，通過轉換在傳感器Sc構成的像素平面坐標系下或激光雷達空間直角坐標系下的坐標，計算通過轉換獲取的坐標與傳感器Sc獲取的相應的棋盤格靶標角點的歐式距離的加權平方和，從而得到由傳感器Sa與傳感器Sb之間的標定誤差，以及傳感器Sb與傳感器Sc之間標定誤差，引起的傳感器Sa與傳感器Sc之間標定誤差；

步驟S4、判斷是否需要繼續移動棋盤格靶標，增加觀測值；每增加一組觀測值，則需要按照步驟S1至S3計算當前組觀測值下棋盤格靶標角點的坐標累積誤差；

步驟S5、聯合優化不同位置的棋盤格靶標角點的坐標累積誤差，使得總的標定誤差最小；同時，由于不同傳感器組構成一個回環，回環的旋轉矩陣應為單位陣，平移矩陣應為零矩陣。

2.根據權利要求1所述的聯合標定方法，其特征在于，步驟S2在選擇組合標定的三個傳感器時，選擇標準如下：

a)優先選擇提取棋盤格靶標角點數目最多的傳感器；

b)如果從兩個傳感器掃描數據中提取的棋盤格靶標角點數目相同，優先選擇重心距離棋盤格靶標平面更近的傳感器；如果選擇多個棋盤格靶標同時進行觀測，比較傳感器重心到不同棋盤格靶標平面的距離的平均值；

c)如果從兩個傳感器掃描數據中提取的棋盤格靶標角點數目相同，并且傳感器重心距離棋盤格靶標平面相等，則選擇測距精度或分辨率精度更高的傳感器；

d)如果上述3個條件均無法選擇唯一的傳感器組合，則選擇多個傳感器組合分別進行聯合標定，此時觀測位置的標定誤差為多個傳感器組合的標定誤差之和。

3.根據權利要求1所述的聯合標定方法，其特征在于，步驟S4在判斷是否需要繼續移動棋盤格靶標時，判斷標準如下：

a)根據傳感器在車上的安裝位置，以傳感器為頂點，對于有共同觀測視野的兩兩傳感器之間用線相連作為邊，構建無向圖，以處于中心的傳感器為中心頂點；

b)初始化步驟a)構建的無向圖，令每個頂點的訪問次數為0，每條邊的訪問次數為0；

c)當選取傳感器中的任意三個傳感器做組合標定時，無向圖中傳感器對應的頂點的訪問次數加1，兩兩傳感器構成的邊的訪問次數加1；

d)如果無向圖中每個頂點的訪問次數至少為1，并且中心頂點與其他任意頂點相連構成的邊的訪問次數至少為2，則無需繼續移動棋盤格靶標；否則需要移動棋盤格靶標，增加觀測值。

4.根據權利要求1所述的聯合標定方法，其特征在于，步驟S5聯合優化時，計算總的標定誤差的計算公式如下：

E_total＝min(W₁E_p1+W₂E_p2+W₃E_p3+…+W_nE_pn)

式中，W_n為第n組傳感器組合標定誤差的權重，可以通過計算不同傳感器組合的測距精度或分辨率設定，傳感器的測距精度或分辨率越高，其所對應的標定誤差權重越大；傳感器的測距精度或分辨率越低，其所對應的標定誤差權重越小；E_pn為第n組傳感器組合時由傳感器Sa與傳感器Sb之間的標定誤差，以及傳感器Sb與傳感器Sc之間標定誤差，引起的傳感器Sa與傳感器Sc之間標定誤差。